Què és un modulador òptic?
Modulador òpticsovint s'utilitzen per manipular les propietats dels feixos de llum, com ara els feixos làser. El dispositiu pot manipular les propietats del feix, com ara la potència òptica o la fase. El modulador segons la naturalesa del feix modulat s'anomenamodulador d'intensitat, modulador de fase, modulador de polarització, modulador òptic espacial, etc. Es poden utilitzar diferents tipus de moduladors en diferents aplicacions, com ara comunicacions per fibra òptica, dispositius de visualització, làsers amb commutació Q o mode bloquejat i mesurament òptic.
Tipus de modulador òptic
Hi ha diversos tipus diferents de moduladors:
1. El modulador acustoòptic és un modulador basat en l'efecte acustoòptic. S'utilitza per canviar o ajustar contínuament l'amplitud del feix làser, canviar la freqüència de la llum o canviar la direcció de l'espai.
2. El/Lamodulador electroòpticutilitza l'efecte electroòptic a la caixa de Kerrs de bombolles. Poden modular l'estat de polarització, la fase o la potència del feix, o bé es poden utilitzar per a l'extracció d'impulsos, tal com s'esmenta a la secció sobre amplificadors d'impulsos ultracurts.
3. Un modulador d'absorció elèctrica és un modulador d'intensitat que s'utilitza en un transmissor de dades en la comunicació per fibra òptica.
(4) Els moduladors d'interferències, com ara els moduladors de Mach-Zehnder, s'utilitzen habitualment en circuits integrats fotònics per a la transmissió òptica de dades.
5. Els moduladors de fibra òptica es poden basar en diversos principis. Poden ser dispositius de fibra òptica autèntics o components del cos que contenen cables de fibra.
6. El modulador de cristall líquid és adequat per a l'aplicació en equips de visualització òptica o conformadors d'impulsos. També es pot utilitzar com a moduladors espacials de llum, és a dir, que la transmissió varia amb l'espai, cosa que es pot utilitzar en dispositius de visualització.
7. El disc de modulació pot canviar periòdicament la potència del feix, cosa que s'utilitza en algunes mesures òptiques específiques (com ara l'ús d'amplificadors de bloqueig).
8. Els moduladors micromecànics (sistemes micromecànics, MEMS) com ara les vàlvules de llum basades en silici i les matrius de miralls bidimensionals són particularment importants en les pantalles de projecció.
9. Els moduladors òptics a granel, com ara els moduladors electroòptics, poden utilitzar una gran àrea de feix i també es poden aplicar a situacions d'alta potència. Els moduladors acoblats a fibra, generalment moduladors de guia d'ones amb pigtails de fibra, són fàcils d'integrar en sistemes de fibra òptica.
Aplicació del modulador òptic
Els moduladors òptics tenen una àmplia gamma d'aplicacions en molts camps. Les següents són les principals àrees d'aplicació dels moduladors òptics i les seves aplicacions específiques:
1. Comunicació òptica: En els sistemes de comunicació òptica, els moduladors òptics s'utilitzen per modular l'amplitud, la freqüència i la fase dels senyals òptics per tal de transmetre informació. S'utilitzen habitualment en passos clau com la conversió fotoelèctrica, la modulació del senyal òptic i la desmodulació. Els moduladors electroòptics són particularment importants en els sistemes de comunicació òptica d'alta velocitat, que s'utilitzen per convertir els senyals electrònics en senyals òptics i realitzar la codificació i transmissió de dades. Modulant la intensitat o la fase del senyal òptic, es poden realitzar les funcions de commutació de llum, control de la velocitat de modulació i modulació del senyal.
2. Detecció òptica: el modulador òptic pot realitzar la mesura i la monitorització de l'entorn modulant les característiques del senyal òptic. Per exemple, modulant la fase o l'amplitud de la llum, es poden realitzar giroscopis de fibra òptica, sensors de pressió de fibra òptica, etc.
3. Emmagatzematge i processament òptic: Els moduladors òptics s'utilitzen per a aplicacions d'emmagatzematge i processament òptic. En la memòria òptica, els moduladors òptics es poden utilitzar per escriure i llegir informació dins i fora de suports òptics. En el processament òptic, el modulador òptic es pot utilitzar per a la formació, el filtratge, la modulació i la desmodulació de senyals òptics.
4. Imatges òptiques: els moduladors òptics es poden utilitzar per modular la fase i l'amplitud d'un feix de llum, canviant així les característiques de la imatge en les imatges òptiques. Per exemple, un modulador de camp de llum pot implementar la modulació de fase bidimensional per canviar la distància focal i la profunditat d'enfocament d'un feix.
5. Control del soroll òptic: El modulador òptic pot controlar la intensitat i la freqüència de la llum, reduint o suprimint així el soroll òptic en el sistema òptic. Es pot utilitzar en amplificadors òptics, làsers i sistemes de transmissió de fibra òptica per millorar la relació senyal-soroll i el rendiment del sistema.
6. Altres aplicacions: els moduladors electroòptics també s'utilitzen en l'anàlisi espectral, els sistemes de radar, el diagnòstic mèdic i altres camps. En espectroscòpia, un modulador electroòptic es pot utilitzar com a component d'un analitzador d'espectre òptic per a l'anàlisi i la mesura espectrals. En el sistema de radar, el modulador electroòptic s'utilitza per a la modulació i desmodulació del senyal. En el diagnòstic mèdic, els moduladors electroòptics s'utilitzen en imatges i teràpia òptiques.
Data de publicació: 23 de desembre de 2024